Información detallada de curso |
Primer semestre 2017
Abr 24, 2024 |
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| Código y Nombre de la Asignatura: IEN 8465 - COMUNICACIONES IP |
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División Académica:
División de Ingenierías
Departamento Académico: Dpto.Ing Eléctrica-Electrónica Número de créditos: Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado): 3.000 Horas de Teoría 0.000 Horas de Laboratorio Niveles: Educación Superior Pregrado Tipos de Horario: Teoría El curso está dividido en tres grandes secciones: conceptos preliminares, sistemas de comunicaciones analógicos y sistemas de comunicaciones digitales. La primera sección, conceptos preliminares, aborda aspectos generales sobre los sistemas de comunicaciones, conceptos básicos sobre señales aleatorias y análisis de sistemas LTI y algunas transformadas útiles en la caracterización de los sistemas de comunicaciones. La segunda sección incluye un estudio detallado de los diferentes esquemas de comunicación analógica, caracterizándolos en tiempo y en frecuencia y analizando los diagramas de bloques requeridos para implementar los procesos de modulación y demodulación. La tercera y última sección aborda el análisis de los esquemas de comunicación digital, partiendo de la teoría de la información, pasando por los esquemas básicos de codificación y modulación, hasta llegar a algunas aplicaciones utilizadas en la actualidad. 3. JUSTIFICACIÓN -Los campos de acción de la ingeniería electrónica, como los de otras disciplinas, se encuentran influenciados por el desarrollo de nuevas tecnologías de la información y comunicaciones. Las telecomunicaciones, dentro de su contexto de sistema moderno, ocupan un lugar preponderante en el desarrollo integral del país; la implantación de nuevas tecnologías en el amplio espectro de aplicaciones civiles, industriales y militares, proporciona a los ingenieros electrónicos una buena oportunidad de desarrollo profesional. La comprensión de los fenómenos y conceptos básicos relacionados con la transmisión de señales a través de un canal de comunicación permitirá al estudiante entender el funcionamiento de una amplia variedad de sistemas de comunicación de uso actual. 4. OBJETIVOS GENERALES -Desarrollar en el estudiante la habilidad para modelar, calcular, caracterizar, analizar y diseñar sistemas de comunicaciones analógicos y digitales, haciendo uso de diferentes herramientas y transformadas matemáticas. 5. OBJETIVOS ESPECÍFICOS OE Descripción del objetivo específico OE1 Comprender las técnicas y herramientas matemáticas que permiten analizar y caracterizar un sistema de comunicaciones. OE2 Comprender las diferentes técnicas de modulación y demodulación analógica, el efecto del ruido en su desempeño y la forma de combatirlo. OE3 Comprender los procesos de muestreo y codificación de señales en banda base. OE4 Comprender las diferentes técnicas de modulación digital pasobanda, el efecto del ruido en su desempeño y la forma de combatirlo. OE5 Comprender los conceptos básicos de las técnicas de codificación de canal. OE6 Observar, describir, analizar, interpretar y sustentar los resultados de una simulación o una implementación en hardware. 6. COMPETENCIAS A EVALUAR EN EL PROCESO DE ASSESSMENT -An ability to apply knowledge of mathematics, science, and engineering. -An ability to make use of specific techniques and skills in order to solve problems in the instrumentation, measuring, control and telecommunications areas. 7. METODOLOGÍA -El curso está estructurado con base en dos componentes: uno teórico (clase magistral) y uno práctico (sesiones de laboratorio). El componente teórico equivale a tres horas de contacto semanal con los estudiantes, mientras que el componente práctico es de 2 horas por semana. -El objetivo del componente práctico es llevar a cabo ejercicios, laboratorios y simulaciones donde se revisarán los diferentes conceptos abordados en la clase magistral. -Teniendo en cuenta la intensidad horaria de las sesiones teóricas y prácticas, es responsabilidad del estudiante destinar al menos 8 horas de trabajo independiente por semana para preparar los diferentes temas estudiados en clase o en las sesiones prácticas. -Adicional a esto semanalmente se harán quices y controles de lectura y, dependiendo de la temática, se asignarán talleres de ejercicios. Estos quices y controles de lectura, así como los talleres de ejercicios, serán de carácter individual. La no presentación de los mismos no afectará la nota definitiva de la asignatura. 8. MEDIOS - Catálogo web de la asignatura - Presentaciones - Videobeam - Hardware y software de propósito específico - Otras herramientas multimedia: podcasts, notas de clase, webcasts. 9. CONTENIDO -Introducción: generalidades de los sistemas de comunicaciones -Esquema general de un sistema de comunicaciones -Sistemas analógicos y digitales -Variables características de un sistema de telecomunicaciones -Descripción general del proceso de modulación -Descripción general del efecto del ruido en el desempeño de un sistema de comunicaciones -Conceptos básicos de Procesos estocásticos -Procesos y señales aleatorias -Variables características de un proceso estocástico -Procesos estacionarios y no estacionarios y procesos ergódicos -Función de autocorrelación y densidad espectral de potencia -Ruido en sistemas de telecomunicaciones: ruido blanco y ruido pasobanda -Representación de señales en los sistemas de comunicaciones -Transformada de Hilbert -Envolvente compleja y representación canónica de señales pasobanda -Sistema de Transmisión analógico con modulación lineal -Definición y justificación del proceso de modulación -Definición: ancho de banda -Diagrama de bloques general de un sistema de comunicaciones por modulación en amplitud -Esquemas AM, DSB, SSB y VSB: -Definiciones: caracterìsticas en tiempo y en frecuencia -Esquemas básicos de modulación y demodulación -Análisis comparativo -Inmunidad al ruido en esquemas de modulación por amplitud -Efecto de la no-linealidad del canal en la modulación por amplitud -Sistema de Transmisión analógico con modulación exponencial -Definición y justificación -Ventajas de FM con respecto a PM -Diagrama de bloques general de un sistema de comunicaciones por modulación en frecuencia -Esquema FM: -Definiciones: características en tiempo y frecuencia -Cálculo del ancho de banda efectivo -Esquemas básicos de modulación y demodulación -Análisis comparativo: FM vs. Esquemas de modulación por amplitud -Inmunidad al ruido en esquemas de modulación en frecuencia -Mixer, receptor superheterodino y multiplexación por división en frecuencia (FDM) -Sistema de Transmisión digital banda base -Modulación por codificación de pulsos -PCM-: -Muestreo -Cuantización (uniforme y no uniforme) -Análisis del ruido de cuantización -DPCM -Codificación de línea -Demodulación de señales PCM: -El filtro acoplado -Interferencia intersímbolo (ISI) y criterio de Nyquist para eliminar la ISI. Filtros de coseno elevado -Patrones de ojo -Aplicación: sistemas de telefonía convencional -TDM y jerarquías- -Sistema de Transmisión digital pasobanda -Proceso de ortogonalización de Gram-Schmitt -2 horas- -Esquemas de modulación digital pasobanda: definición y características en tiempo y en frecuencia; constelación; esquemas de modulación/demodulación; probabilidad de error y análisis BER vs. -Eb/No; ancho de banda y eficiencia espectral; aplicaciones; análisis comparativo: -BPSK -o PSK binario-: -Binary Frequency Shift Keying -BFSK- -QPSK -o PSK cuaternario- -MPSK -o PSK M-ario- -DPSK -o PSK diferencial- -Quadrature Amplitude Modulation -QAM- -Codificación de canal -Justificación y su relación con la probabilidad de error del esquema de modulación y la capacidad del canal -Codificación por bloques -Códigos cíclicos, codificación por convolución y códigos turbo -Transformada de Fourier, sistemas LTI y filtros -Procesos estocásticos -Representación de señales -Modulación/demodulación AM y lineal -Modulación/demodulación FM -Transmisión bandabase -Transmisión pasobanda -Asesoría para el proyecto final 10. EVALUACIÓN -Primer parcial 15% -Segundo parcial 20% -Tercer parcial 20% -Laboratorios ,Talleres, exámenes cortos, Proyecto final 25% -Examen final 20% 11. BIBLIOGRAFÍA -Texto guía: - Haykin, Simon. Communication Systems. Cuarta edición. 2001 -Textos de referencia: - Couch, Leon. Sistemas de comunicación digitales y analógicos. Séptima edición. 2008. - Lathi, B.P. Modern digital and analog communications systems. Tercera edición. 1998. - Sklar, Bernard. Digital communications: fundamentals and applications. Segunda edición. |
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